(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、当該発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面に設けられた外側電極固定用部材を介して固定されていることを特徴とするエキシマ放電ランプ。
【請求項２】
発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、当該発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面上に位置された状態で、当該外側電極の一端部を当該封止部の外面に接触させる保持部材により、保持固定されていることを特徴とするエキシマ放電ランプ。
【請求項３】
前記外側電極固定用部材は、前記封止部に取り付けられたベース部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載のエキシマ放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光洗浄処理や殺菌処理などに用いられるエキシマ放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、例えば光洗浄処理装置や殺菌処理装置などの種々の装置の光源として、エキシマ放電ランプが用いられてきている。
エキシマ放電ランプとしては、例えば、透光性を有する誘電体材料よりなる発光管の外表面に電極（外側電極）が配設され、発光管の内部に内側電極が配置されてなるものが広く用いられている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
図６は、従来のエキシマ放電ランプの一例における構成を概略的に示す斜視図である。図７は、図６に示すエキシマ放電ランプにおける要部の構成を拡大して示す、長手方向断面図である。
このエキシマ放電ランプは、発光ガスが内部に封入された発光管６０を備えている。発光管６０の一方の端部には、封止部６３が形成されている。封止部６３は、例えば金属箔６８を埋設して気密封止したいわゆる箔封止構造（例えばピンチシール構造）であって、湾曲した縮径部６２を介して円管状の発光部６１の他端に連続している。また、発光管の他方の端部には、ランプの製造過程において発光管６０内を排気するための排気経路の残部であるチップ部６５が設けられている。
発光管６０の外表面には、外側電極８０が発光管６０の外表面に密着状態で配設されている。外側電極８０は、例えば、導電性を有する複数本の金属細線により形成された網状電極により構成されている。
また、発光管６０の内部には、内側電極７０が発光管の長手方向に沿って延びる状態で配置されている。内側電極７０は、その主要部分が螺旋状に巻いて形成されたコイル電極により構成されており、他端部がチップ部６５内に位置され、一端部が封止部６３に埋設された金属箔６８に電気的に接続されている。金属箔６８には、発光管６０の他端より外方に突出して延びる外部リード７５が電気的に接続されている。
【０００４】
このような構成のエキシマ放電ランプにおいて、外側電極８０は、みだりに移動しないように固定されている。外側電極８０の固定方法について具体的に説明すると、発光管６０の外表面における縮径部６２と封止部６３との境界部分付近において、例えば軟Ｎｉ線などの金属線８５を巻き回すことにより、外側電極８０の一端部を発光管６０に対して固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５４２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、上記構成のエキシマ放電ランプにおいて、封止部６３は、発光管６０を構成する例えば石英ガラスよりなる発光管形成材料の端部を加熱してピンチャーで圧潰することにより形成される。このとき、発光管形成材料は加熱された後、急冷されるため、温度による歪み（熱歪み）が封止部に残留することとなる。
また、真空紫外光を発生するエキシマ放電ランプにおいては、点灯中に発光管６０の内面に波長の短い真空紫外光が照射される結果、前述の歪に加え、紫外線歪みが蓄積されていくことになる。
特に、発光管６０における縮径部６２においては、発光管６０を構成するガラスの変形が大きいため、熱歪みが残りやすく、また縮径部６２が位置される領域においても内側電極７０と外側電極８０との間で放電が生じ、真空紫外光が照射されることによる紫外線歪みが発生するため、歪みの残留または蓄積は顕著である。
このような歪みが残留または蓄積されやすい領域において、従来のようにＮｉ線などの金属線８５を巻きつける方法で外側電極８０を固定すると、当該領域に応力集中が起こり、所定の寿命前に発光管６０が破損するおそれがある、という問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、外側電極の固定方法に起因して生ずる応力集中を緩和することができ、所期のランプ寿命を確実に得ることのできるエキシマ放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエキシマ放電ランプは、発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、当該発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面に設けられた外側電極固定用部材を介して固定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のエキシマ放電ランプは、発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、当該発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、
前記外側電極の一端部が、前記封止部の外面上に位置された状態で、当該外側電極の一端部を当該封止部の外面に接触させる保持部材により、保持固定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のエキシマ放電ランプにおいては、前記外側電極固定用部材は、前記封止部に取り付けられたベース部材により構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエキシマ放電ランプにおいては、外側電極が、ランプの製造過程において生じた熱歪みや放電による紫外線歪みが蓄積されやすい縮径部より発光管の管軸方向外方側の位置まで延在し、外側電極の一端部が封止部上の位置において固定された構成とされている。従って、本発明のエキシマ放電ランプによれば、縮径部に対して作用する機械的応力を低減することができ、縮径部に応力集中が起こることを回避することができる。また、外側電極が縮径部の外表面から離間して位置された状態とすることができるため、縮径部における真空紫外光の発生が抑制されて紫外線歪みが縮径部に蓄積することを緩和することができる。その結果、ランプ寿命末期でのランプ破損を確実に防止することができて所期のランプ寿命を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明のエキシマ放電ランプの一例における構成の概略を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡにおけるＡ−Ａ線断面における一部を示す拡大断面図である。
【図２Ａ】本発明のエキシマ放電ランプの他の例における構成の概略を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すエキシマ放電ランプの、一部を省略した状態で示す長手方向一端側外方から見た側面図である。
【図２Ｃ】図２ＡにおけるＢ−Ｂ線断面における一部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明のエキシマ放電ランプのさらに他の例における構成の一部を示す、拡大断面図である。
【図４】本発明のエキシマ放電ランプのさらに他の例における構成の概略を、一部を省略した状態で示す長手方向一端側外方から見た側面図である。
【図５】本発明のエキシマ放電ランプのさらに他の例における構成の一部を示す、拡大断面図である。
【図６】従来のエキシマ放電ランプの一例における構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】図６に示すエキシマ放電ランプにおける要部の構成を拡大して示す、長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
図１Ａは、本発明のエキシマ放電ランプの一例における構成の概略を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡにおけるＡ−Ａ線断面における一部を示す拡大断面図である。
このエキシマ放電ランプは、例えば合成石英ガラスなどの誘電体材料よりなる紫外線透過性を有する発光管１０を備えている。発光管１０は、円管状の発光部１１と、この発光部１１の一端に縮径部１２を介して連続する封止部１３とを有する。発光管１０の他端には、ランプの製造過程において発光管１０内を排気するための排気経路の残部であるチップ部１５が形成されている。封止部１３は、金属箔１８を埋設して気密封止したいわゆる箔封止構造であって、例えば、発光管１０を構成する発光管形成材料の端部を加熱してピンチャーで圧潰することにより形成されている（ピンチシール構造）。ここに、縮径部１２は、発光管形成材料の端部を圧潰封止するときに形成され、発光管１０の直径（外径）が封止部１３に向かうに従って徐々に減少するよう、発光部１１から封止部１３に向かって連続する斜面を有する。縮径部１２においては、発光管１０の内壁が封止部１３に向かうに従って後述する内側電極２０に接近している。
発光管１０の両端部の各々には、例えば無機絶縁性のセラミックス（例えばアルミナ）等からなる筒状のベース部材４０，４１が設けられている。ベース部材４０，４１は、例えば無機接着剤により発光管１０に対して固定されている。ベース部材４０，４１の外周面には、周方向の全周にわたって延びる溝部４２が形成されている。
【００１５】
発光管１０の内部には、発光ガスが封入されていると共に内側電極２０が発光管１０の管軸Ｃに沿って延びるよう配置されている。
発光ガスとしては、例えばキセノンガス（Ｘｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）などのエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電媒質としての作用を有する希ガスが用いられる。また、放電媒質としては、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス（Ｆ）、塩素ガス（Ｃｌ）、沃素ガス（Ｉ）および臭素ガス（Ｂｒ）などのハロゲンガスが用いられる。
【００１６】
内側電極２０は、例えばタングステンなどの耐熱性を有する金属よりなり、金属素線がコイル状に巻回されてなるコイル状部分２１と、当該コイル状部分２１の両端に設けられた略直線状に伸びるリード部分２２，２３とを有する。この内側電極２０は、コイル状部分２１の中心軸が発光管１０の管軸Ｃと一致する状態で配置されており、他方のリード部分２３の他端部がチップ部１５内に位置され、一方のリード部分２２の一端部が封止部１３に埋設された金属箔１８の他端部に電気的に接続されている。
金属箔１８の一端部には、封止部１３の外端から管軸方向外方に突出して延びる外部リード２５の他端部が電気的に接続されている。このようにして、内側電極２０は、金属箔１８を介して外部リード２５と電気的に接続されている。
【００１７】
発光管１０の外表面には、網状の外側電極３０が発光管１０の管軸方向に沿って延びるよう配設されている。外側電極３０は、一方のベース部材４０を貫通して延びる配線３５を介して図示しない電源に接続されており、例えば接地電極として機能する。
この例における外側電極３０は、例えば、導電性を有する複数本の金属素線を筒状の形態をなすよう編んで形成された網状の電極形成部材（以下、「網状電極形成部材」ともいう。）３１により構成されている。網状電極形成部材３１を構成する金属素線の素線径は、例えばφ０．０１〜φ１．０ｍｍである。
【００１８】
而して、上記のエキシマ放電ランプにおいては、外側電極３０の一端部が、発光管１０に形成された封止部１３の外面に設けられた外側電極固定用部材を介して発光管１０に対して固定されている。
外側電極３０の固定方法について具体的に説明すると、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１の一端部は、外側電極固定用部材として利用される一方のベース部材４０の溝部４２内に金属素線が嵌入されて位置された状態で、配線３５と共に、例えばＮｉ線よりなる電極固定用線材４５が巻付けられることにより固定されている。
また、網状電極形成部材３１の他端部は、他方のベース部材４１の溝部４２内に位置された状態で、例えばＮｉ線よりなる電極固定用線材４５が巻付けられることにより固定されている。電極固定用線材４５の素線径は、例えばφ０．１〜φ１．０ｍｍである。
このようにして外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１が発光管１０に対して固定されることにより、網状電極形成部材３１を構成する金属素線は、発光管１０における発光部１１の外表面に対しては密接しており、発光管１０における縮径部１２の外表面および封止部１３の外周面に対しては空隙を介して位置された状態（縮径部１２の外表面および封止部１３の外周面から離間した状態）とされている。
【００１９】
このエキシマ放電ランプにおいては、図示しない電源によって高周波高電圧が内側電極２０と外側電極３０との間に印加されることにより、発光管１０の内部空間においてエキシマ放電が生じる。そして、エキシマ放電によってエキシマ分子が形成され、そのエキシマ分子から放出される真空紫外光が発光管１０を透過し、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１の網目の間隙を介して放射される。
【００２０】
以上のように、上記のエキシマ放電ランプにおいては、外側電極３０が、ランプの製造過程において生じた熱歪みや放電による紫外線歪みが蓄積されやすい縮径部１２より発光管１０の管軸方向外方側の位置まで延在し、外側電極３０の一端部が封止部１３上の位置において固定された構成とされている。
従って、上記構成のエキシマ放電ランプによれば、電極固定用線材４５を巻き付けて外側電極３０を固定することによる、発光管１０における縮径部１２に対して作用する機械的応力を低減することができ、縮径部１２に応力集中が起こることを回避することができる。また、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１の金属素線が縮径部１２の外表面から離間して位置されていることによって、縮径部１２における真空紫外光の発生が抑制されて紫外線歪みが縮径部１２に蓄積することを緩和することができる。その結果、ランプ寿命末期でのランプ破損を確実に防止することができて所期のランプ寿命を確実に得ることができる。
【００２１】
＜第２の実施の形態＞
図２Ａは、本発明のエキシマ放電ランプの他の例における構成の概略を示す平面図である。図２Ｂは、図２Ａに示すエキシマ放電ランプの、一部を省略した状態で示す長手方向一端側外方から見た側面図である。図２Ｃは、図２ＡにおけるＢ−Ｂ線断面における一部を示す拡大断面図である。
このエキシマ放電ランプは、外側電極３０の固定方法が異なる他は、図１Ａおよび図１Ｂに示すエキシマ放電ランプと同一の構成を有する。図２Ａ乃至図２Ｃにおいて、図１Ａおよび図１Ｂに示すエキシマ放電ランプと同一の構成部材については、同一の符合が付してあり、説明を省略することとする。
【００２２】
このエキシマ放電ランプにおいては、外側電極３０の一端部が、発光管１０に形成された封止部１３の外面上に位置された状態で、外側電極３０の一端部を封止部１３の外面に接触させる面状の保持部材により、保持固定されている。外側電極３０の固定方法について具体的に説明すると、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１の一端部は、縮径部１２の一端より発光管１０の管軸方向外方側の位置、すなわち封止部１３の外面上の位置において、金属素線が封止部１３の外面に密接した状態で位置されている。そして、封止部１３の外面に密接する金属素線部分３２に、所定の幅寸法を有する金属テープまたは樹脂テープよりなる保持部材５０を巻き付けることにより、外側電極３０の一端部が封止部１３に対して固定されている。また、網状電極形成部材３１の一端部は、チップ部１５の外周面上の位置において、例えばＮｉ線よりなる電極固定用線材４５が巻付けられることにより固定されている。
【００２３】
封止部１３の外面に密接する金属素線部分３２の内端（図２Ｃにおいて最内側に位置される金属素線の配置位置）と、縮径部１２と封止部１３との境界位置との軸方向距離の大きさｄ１は、１ｍｍ以上、例えば１〜１５ｍｍであることが好ましい。当該軸方向距離の大きさｄ１が１ｍｍより小さいと、発光管１０における縮径部１２を介して、内側電極２０と外側電極３０との間で放電が発生し、当該縮径部１２に真空紫外線が照射されることによる紫外線歪みが蓄積されてしまうおそれがある。
また、封止部１３の外面に密接する金属素線部分３２の外端（図２Ｃにおいて最外側に位置される金属素線の配置位置）と、封止部１３との外端との軸方向距離の大きさｄ２は、１ｍｍ以上、例えば１〜３ｍｍであることが好ましい。当該軸方向距離の大きさｄ２が１ｍｍより小さいと、外側電極３０と内側電極２０との沿面距離が不足し、封止部１３上で沿面放電により絶縁破壊し、ランプが点灯しないおそれがある。
【００２４】
保持部材５０を構成する材料としては、例えばモリブデン、アルミニウム、銅、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂などを例示することができる。
保持部材５０の幅（管軸方向寸法）は、５ｍｍ以上、例えば５〜１０ｍｍであることが好ましい。これにより、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１に面接触する状態を確保することができ、接触面積が大きくなることによって外側電極３０の固定時の機械的応力を低減することができる。
【００２５】
また、外側電極３０を固定するに際して、図３に示すように、保持部材５０の外周面上にさらに例えばＮｉ線よりなる電極固定用線材４５を巻付けてもよい。
【００２６】
而して、上記構成のエキシマ放電ランプにおいても、第１の実施の形態に係るエキシマ放電ランプと同様の効果を得ることができる。すなわち、上記構成のエキシマ放電ランプによれば、面状の保持部材５０を巻き付けて外側電極３０を固定することによる、発光管１０における縮径部１２に対して作用する機械的応力を低減することができ、縮径部１２に応力集中が起こることを回避することができる。また、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１の金属素線が縮径部１２の外表面から離間して位置されていることによって、縮径部１２における真空紫外光の発生が抑制されて紫外線歪みが縮径部１２に蓄積することを緩和することができる。その結果、ランプ寿命末期でのランプ破損を確実に防止することができて所期のランプ寿命を確実に得ることができる。
【００２７】
以上において、外側電極３０の一端部を封止部１３の外面に接触させる面状の保持部材としては、金属テープまたは樹脂テープに限定されるものではなく、例えば図４に示すように、外側電極３０および封止部１３を挟圧して保持するクリップ部材５５により構成されていてもよい。
【００２８】
この例におけるクリップ部材５５は、側面形状がコの字形であって、互いに対向して延びる一対の板状の狭持部５６，５６と、各々の狭持部５６，５６を連結する板状の連結部５７とを有する。
クリップ部材５５を構成する材料としては、弾性を有するものであればよく、例えば、ステンレス鋼、モリブデン、アルミニウムなどの金属材料や、例えばフッ素系樹脂などの樹脂材料を例示することができる。
【００２９】
このようなクリップ部材５５による外側電極３０の固定方法について具体的に説明すると、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１の一端部は、縮径部１２の一端より発光管１０の管軸方向外方側の位置、すなわち封止部１３の外面上の位置において、金属素線が封止部１３の外面に密接した状態で位置されている（図２Ｃ参照。）。そして、封止部１３の外面に密接する金属素線部分３２にクリップ部材５５を装着することにより、例えばピンチシール法により形成された封止部１３と網状電極形成部材３１とが一対の狭持部５６，５６によって挟圧されて保持され、これにより、外側電極３０の一端部が封止部１３に対して接触する状態で固定されている。
クリップ部材５５の幅（管軸方向寸法）は、５ｍｍ以上、例えば５〜１０ｍｍであることが好ましい。これにより、外側電極３０を構成する網状電極形成部材３１に面接触する状態を確保することができ、接触面積が大きくなることによって外側電極３０の固定時の機械的応力を確実に低減することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、図５に示すように、外側電極３０の一端部は、封止部１３の外面上の位置で、金属素線が封止部１３の外面に密接して配置された状態において、封止部１３の外面に密接する金属素線部分３２に、例えばＮｉ線よりなる電極固定用線材４５を巻付けることにより固定されていてもよい。このような固定方法においても、封止部１３の外面に密接する金属素線部分３２の内端（図５において最内側に位置される金属素線の配置位置）と、縮径部１２と封止部１３との境界位置との軸方向距離の大きさｄ１を一定以上の大きさとすることにより、同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、上記の実施例においては、発光管の一端にピンチシール構造の封止部が形成された構成のエキシマ放電ランプについて説明したが、例えばピンチシール構造の封止部が発光管の両端の各々に形成された構成のものであってもよい。
封止部の構造は、ピンチシール構造に限定されず、発光管形成材料の外周の全周方向から縮径して封止するシュリンクシール構造が採用されていてもよい。このような封止構造のエキシマ放電ランプにおいても、外側電極の端部が封止部の外周面上において固定されることにより、発光管における縮径部に応力集中が起こることを回避することができ、また、外側電極を構成する網状電極形成部材の金属素線が縮径部の外表面から離間して位置された状態とすることができるので、縮径部における真空紫外光の発生が抑制されて紫外線歪みが縮径部に蓄積することを緩和することができる。
さらにまた、本発明のエキシマ放電ランプは、発光管の内面に蛍光体層が形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  発光管
１１  発光部
１２  縮径部
１３  封止部
１５  チップ部
１８  金属箔
２０  内側電極
２１  コイル状部分
２２  一方のリード部分
２３  他方のリード部分
２５  外部リード
３０  外側電極
３１  網状電極形成部材
３２  金属素線部分
３５  配線
４０  一方のベース部材
４１  他方のベース部材
４２  溝部
４５  電極固定用線材（Ｎｉ線）
５０  保持部材
５５  クリップ部材
５６  狭持部
５７  連結部
６０  発光管
６１  発光部
６２  縮径部
６３  封止部
６５  チップ部
６８  金属箔
７０  内側電極
７５  外部リード
８０  外側電極
８５  金属線
Ｃ  発光管の管軸
【要約】
【課題】外側電極の固定方法に起因して生ずる応力集中を緩和することができ、所期のランプ寿命を確実に得ることのできるエキシマ放電ランプを提供すること。
【解決手段】発光ガスが内部に封入された、管状の発光部の一端に縮径部を介して連続する封止部が形成された発光管を備え、発光管の外周面に網状の外側電極が配設されてなるエキシマ放電ランプにおいて、外側電極の一端部が、封止部の外面に設けられた外側電極固定用部材を介して固定された構成とされている。
【選択図】図１Ａ【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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